謝春玲

摘? 要 依據(jù)中國能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本構(gòu)想，清潔、高效利用能源是能源工程解決能源危機和環(huán)境污染問題的最佳途徑。結(jié)合新工科背景對人才的需求，從多元化角度拓展課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，為從事相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)的高校教師提供借鑒。

關(guān)鍵詞 能源工程概論;實踐教學(xué);實踐基地;虛擬仿真實驗教學(xué)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）20-0124-02

Teaching Research of Energy Engineering Introduction Curricu-lum Practice//XIE Chunling

Abstract According to the basic idea of China’s energy develop-ment strategy， the best way to solve the problem of energy crisis and?environmental pollution is energy that is used cleanly and efficiently.?With the talent demand of new engineering background， the curricu-lum teaching practice is diversified. The research can provide some reference to related professional teachers.

Key words energy engineering introduction; practice teaching; prac-tice base; virtual simulation experiment teaching

0? 前言

能源是人類文明賴以發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人類對環(huán)境的要求越來越高，能源利用過程中出現(xiàn)的問題越來越突出，高效、清潔的能源系統(tǒng)是解決問題的途徑之一[1-2]。

先進理論和技術(shù)層出不窮，高校教師擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)適應(yīng)能源動力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高水平應(yīng)用型人才的重任。

1? 能源工程概論課程簡介

能源工程概論課程是煙臺大學(xué)面向能源與動力工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，教材選用劉柏謙主編的《能源工程概論》，按照全書內(nèi)容，該課程主要講授常規(guī)化石能源和新能源兩大模塊。其中，常規(guī)化石能源模塊主要介紹煤炭、燃料油、燃料氣成分和指標(biāo)，中國能源發(fā)展?fàn)顩r，能量存儲技術(shù)等;聯(lián)合發(fā)電工程部分介紹常規(guī)火電廠、燃蒸聯(lián)合循環(huán)電廠總體組成和運行原理等。新能源模塊主要介紹潔凈煤技術(shù)、煤的潔凈燃燒技術(shù)、各類新能源與可再生能源特點和利用技術(shù)。

2? 實踐教學(xué)突出問題：授課形式單一化

能源工程概論課程教學(xué)主要采取教師主講基礎(chǔ)理論課、課堂師生互動提問及課下答疑相結(jié)合的教學(xué)模式，這種直接硬性灌輸講授的方式雖然具有直面溝通的優(yōu)勢，但是對于工程實踐性較強的課程，教學(xué)方式過于單一枯燥，嚴(yán)重缺乏教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性不能充分發(fā)揮，教學(xué)效果不佳。同時，課程教學(xué)內(nèi)容大多是基本知識點講解，缺乏知識的廣度與深度。如聯(lián)合發(fā)電工程課程教學(xué)僅僅局限于發(fā)電系統(tǒng)的工程設(shè)計及基礎(chǔ)知識的講解，而對于生態(tài)環(huán)境、前沿技術(shù)等關(guān)注不夠，與之相關(guān)的資源、環(huán)境的合理利用等內(nèi)容涉及的廣度不夠。

3? 實踐教學(xué)改革措施：手段多元化，課內(nèi)外一體化

為了更好地適應(yīng)新工科背景下人才培養(yǎng)需求，采用多元化教學(xué)手段構(gòu)建能源工程概論課程實踐教學(xué)課內(nèi)外一體化教學(xué)模式，如圖1所示。該教學(xué)模式強調(diào)感性認(rèn)識的重要性，注重學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)，增強實踐環(huán)節(jié)的廣度與深度。

3.1? 利用多媒體融合虛擬現(xiàn)實技術(shù)使教學(xué)形象生動化

將課程原有的靜態(tài)PPT形象化，生動化，利用視頻、動畫等技術(shù)展示教學(xué)過程中學(xué)生難以形成空間概念的結(jié)構(gòu)等難點。利用具有交互性和直觀性的虛擬仿真實驗教學(xué)方式，有利于學(xué)生形成長久性記憶。最為重要的是，在實驗的過程中，學(xué)生是實驗的主體，具有自主性和可重復(fù)性。通過人機交互的實驗環(huán)境，給學(xué)生視覺感官帶來一種全新的體驗，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，使學(xué)生在課堂上接觸的知識面大大拓寬。通過這種方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣之后，可促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識，并積極運用到實踐中[3]。

例如，聯(lián)合循環(huán)電廠燃氣輪機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是發(fā)電工程教學(xué)中的難點。燃氣輪機虛擬拆裝內(nèi)部構(gòu)造既形象又逼真，結(jié)合實驗室實體結(jié)構(gòu)進行進一步講解，做到實體發(fā)動機與虛擬拆裝完美結(jié)合。突破課程難點之后，學(xué)生對火電廠各部件名稱、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電力生產(chǎn)過程就有了清晰的理解。

再如，在講解新能源部分核能產(chǎn)生及利用時，教師可以利用Flash慢放來解析中子轟擊鈾原子核發(fā)生核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的過程，中子和鈾的原子核采用鮮明的色彩吸引學(xué)生的注意力，產(chǎn)生視覺美感。Flash中一代又一代中子轟擊鈾核產(chǎn)生核能的過程通過不斷運動變化的情景展示出來，可以喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們?nèi)ブ鲃铀伎紗栴}，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

3.2? 實驗課內(nèi)容創(chuàng)新化，提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力

能源工程概論課內(nèi)學(xué)時設(shè)置教學(xué)實驗課程，教師布置創(chuàng)新實驗題目，學(xué)生抽簽組合分組，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。創(chuàng)新實驗與新技術(shù)緊密結(jié)合，教師要調(diào)動大家積極參與實驗方案討論，強化學(xué)生將課內(nèi)基礎(chǔ)理論應(yīng)用于實踐的意識，培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力[3]。如在新能源這一部分，讓學(xué)生動手自制太陽能電池，測試太陽能集熱器性能，自制風(fēng)光互補路燈，設(shè)計太陽能斯特林充電樁等。通過實踐環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生重視能源與動力工程專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新設(shè)備發(fā)展趨勢，密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，為學(xué)生提供職業(yè)發(fā)展的空間。實驗課程融入課程思政要素，努力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新精神，將對學(xué)生融入社會起到極大的促進作用[4]。

3.3? 利用網(wǎng)絡(luò)資源開闊學(xué)生視野，增強自主學(xué)習(xí)能力

課程相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提供了良好的平臺，如智慧樹在線課程平臺、中國新能源與可再生能源網(wǎng)、中國能源網(wǎng)、國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目共享服務(wù)平臺等。學(xué)生可以根據(jù)課上的掌握情況、自身的能力和興趣，自主選擇能源工程概論課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，作為課堂內(nèi)容和實驗課的補充和擴展。教師在課堂內(nèi)容重要的知識點上設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)址鏈接，學(xué)生可以按照適合自己的學(xué)習(xí)方式自主學(xué)習(xí)，自主性得以充分發(fā)揮，個性化學(xué)習(xí)得以實現(xiàn)。

3.4? 指導(dǎo)學(xué)生參加科技賽事等，培養(yǎng)綜合型實踐能力

大學(xué)生科技競賽是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，將科技競賽與教學(xué)實踐互促融合，改變傳統(tǒng)的“理論課+實驗課”的教育理念，拓寬以賽促教、以賽促學(xué)的新理念。優(yōu)化大學(xué)生科技競賽和課程實踐教學(xué)，選取一些與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系、有代表性的典型賽事，如“大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽”“中國可再生能源學(xué)會大學(xué)生優(yōu)秀科技作品競賽”等。團隊教師甄選大賽典型作品，作為教學(xué)案例輔助課程重難點教學(xué)。通過賽事的引領(lǐng)作用，讓學(xué)生在平時學(xué)習(xí)的過程中感受科技賽事的氛圍，充分發(fā)揮自主創(chuàng)新能力，增強教學(xué)成效 [5]。

3.5? 開展相關(guān)學(xué)術(shù)活動，增強學(xué)術(shù)交流能力

在當(dāng)今社會競爭較大的背景下，大學(xué)生溝通與交流能力需要進一步增強。在課程教學(xué)實施過程中，鼓勵教學(xué)團隊組織能源領(lǐng)域?qū)W術(shù)交流活動，邀請領(lǐng)域內(nèi)知名專家作學(xué)術(shù)報告，讓學(xué)生了解能源領(lǐng)域國際前沿技術(shù)，同專家學(xué)者互動，使學(xué)生在良好的學(xué)術(shù)氛圍中獲得豐富的課外知識，加深對課堂內(nèi)重點內(nèi)容的理解，增強知識理解的深度。

3.6? 與實踐基地形成良好互動，提高就業(yè)與創(chuàng)業(yè)能力

教學(xué)團隊與相關(guān)能源企業(yè)人員建立互動，凝練能源行業(yè)應(yīng)用項目，轉(zhuǎn)變成與課程知識點緊密聯(lián)系的教學(xué)案例，教學(xué)內(nèi)容更貼近能源行業(yè)實際，在一定程度上更能滿足企業(yè)實際需求，增強學(xué)生就業(yè)競爭力。此外，教學(xué)團隊積極聯(lián)系校外實踐平臺，實現(xiàn)資源共享，結(jié)合專業(yè)要求和學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃，與煙臺熱力發(fā)電廠合作建立長期穩(wěn)定的實踐基地，定期帶領(lǐng)學(xué)生去基地參加實踐活動，加深學(xué)生對能源產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的了解。通過與企業(yè)關(guān)聯(lián)的實踐基地活動，可以把理論教學(xué)與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，有助于學(xué)生更好地掌握專業(yè)知識和業(yè)務(wù)技能，提高學(xué)生的就業(yè)與創(chuàng)業(yè)的能力。

3.7? 利用開放的科技館進一步鞏固基礎(chǔ)理論，提高服務(wù)社會能力

目前，我國科技館事業(yè)發(fā)展非常迅速，具有一定規(guī)模和水平的科技館面向社會開放，能源工程概論課外實踐要充分利用科技展館。如在講解核能發(fā)電內(nèi)容時可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀全國首個核電專題展覽館——山東核電科技館，加強學(xué)生對核能特點、產(chǎn)生與利用和核電站運行原理的認(rèn)識與理解，消除對核的恐懼。同時指導(dǎo)學(xué)生積極競聘科技館義務(wù)講解員，應(yīng)用所學(xué)知識回報社會。

4? 結(jié)語

為了適應(yīng)新工科背景對能源與動力工程專業(yè)人才的需求，構(gòu)筑能源工程概論課內(nèi)外一體化實踐教學(xué)體系，采用多元化實踐教學(xué)手段，提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新設(shè)計能力，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及獨立從事科學(xué)研究，收到良好的效果?！?/p>

參考文獻

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[2]徐良才，郭英海，公衍偉，等.淺談中國主要能源利用現(xiàn)狀及未來能源發(fā)展趨勢[J].能源技術(shù)管理，2010（3）：155-157.

[3]劉龍祥.“虛”“實”結(jié)合與自主設(shè)計在發(fā)酵工程實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2020（21）：203-204.

[4]梁衛(wèi)武.船舶動力裝置安裝課程“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)思考[J].船舶職業(yè)教育，2014，2（6）：10-13.

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